Die Energiewende ist eine der größten gesellschaftlichen Herausforderungen unserer Zeit. Eine verlässliche, klimaverträgliche Energieversorgung zu bezahlbaren Preisen und der effiziente Einsatz von Energie bilden die Grundlage der Wirtschafts- und Energiepolitik in Deutschland. Zum Erreichen dieser ehrgeizigen, aber zum Schutz unseres Planeten notwendigen Ziele ist eine digitale Weiterentwicklung des deutschen Energiesystems erforderlich.
Für die automatische und effiziente Steuerung von Energieerzeugern und Energieverbrauchern werden intelligente Managementsysteme benötigt. In Niedersachsen befassen sich künftig eine Reihe von Forschungseinrichtungen und Unternehmen, mit dem Thema. Dabei geht es u.a. um die intelligente, bedarfsgerechte Energieversorgung von Quartieren und um die Frage, wie Weiterentwicklungen über das Forschungs- und Entwicklungsstadium hinaus schnell in die Praxis transferiert werden können.
Digitalisierte Energiesysteme und Vernetzungs- und Praxisplattform auf der Forschungsagenda
Im Zukunftslabor „Digitalisierung Energie“ bündeln unter der Leitung von Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff aus dem OFFIS der Universität Oldenburg demnächst das elenia und 6 weitere Forschungseinrichtungen und 11 Unternehmen aus Niedersachsen ihre Kompetenzen, um den Prozess der Digitalisierung des Energiesystems voranzutreiben. Zu den Themen mit denen sich der Forschungsverbund befasst, gehört z.B. die Modellierung der Fragestellung, wie sich einzelne Wohnviertel optimal mit dezentral erzeugter Energie versorgen lassen.
Das Projekt gliedert sich in zwei Säulen. Im ersten Teilprojekt mit dem Titel „Erforschung von IKT-Abhängigkeiten in Quartiersversorgungssystemen“ steht die Erforschung und Weiterentwicklung digitalisierter Energiesysteme auf der Agenda. Im zweiten Teilprojekt ist der Aufbau einer Plattform geplant, mit der es möglich ist, die Energiesystemforschung in Niedersachsen und darüber hinaus effizienter zu vernetzen und Forschungsergebnisse leichter in die Praxis zu transferieren. Das Niedersächsische Wissenschaftsministerium unterstützt das Vorhaben seit dem 1. Oktober 2019 über 5 Jahre mit rd. 3,5 Millionen Euro.
Im Rahmen der Forschungsinhalte der ersten Projektsäule konzentriert sich der Forschungsverbund auf die Energieversorgung von Wohnquartieren. Ziel sei es, Betriebskosten, Verbrauch und Emissionen zu minimieren. Auf Basis von in den Wohnquartieren eingesetzter Mess-, Kommunikations- und Automatisierungstechnik werden Optimierungsmöglichkeiten geschaffen. Dadurch kann beispielsweise Energie genau dann bereitgestellt werden, wenn sie benötigt wird sowie Abwärme und regenerative Energiequellen effizienter genutzt werden. Zudem können die im Quartiersenergiesystem vorhandenen Energiespeicher im Sinne einer Mehrfachnutzung gemeinsam bewirtschaftet werden und Blockheizkraftwerke, Industriewärmepumpen und Brennstoffzellen sinnvoll in das System integriert werden.
Die Plattform, die im zweiten Teilprojekt aufgebaut wird, soll aus mehreren Elementen bestehen. Geplant sind u.a. ein Netzwerk der beteiligten Experten, Testlabore und Forschungseinrichtungen, eine Datenbank und ein Bereich, in dem Ergebnisse dargestellt und für weitere Entwicklungen nutzbar gemacht werden können.
Niedersachsen setzt auf digitale Innovationen in Energie und Wirtschaftssystem
Das Zukunftslabor „Digitalisierung Energie“ ist Teil des von Oldenburg aus koordinierten Zentrums für digitale Innovationen Niedersachsen (ZDIN), das im Januar 2019 gegründet wurde. In insgesamt 6 Zukunftslaboren sollen niedersächsische Wissenschaftler aus Forschungseinrichtungen und Hochschulen mit Partnern aus der Praxis Ideen für anwendungsorientierte Forschungsprojekte entwickeln und diese gemeinsam bearbeiten. Ziel ist es, digitale Innovationen in Niedersachsen direkt umzusetzen und in einen Dialog mit der Gesellschaft zu treten. Neben Energie stehen die Themen Agrar, Gesellschaft & Arbeit, Gesundheit, Mobilität und Produktion im Fokus. Die TU Braunschweig ist in diesem Zusammenhang in dem genannten Zukunftslabor Mobilität ebenfalls involviert.
Themen- und Aufgabengebiet des elenia im Zukunftslabor Digitalisierung Energie (ZLE)
Das elenia beschäftigt sich mit der Identifikation und Modellierung von PV-, PV-Speicher- und Elektromobilitätsszenarien im Quartiersszenario. Ein besonderer Fokus liegt hierbei auf der simultanen Mehrfachnutzung von Speichern und die Einbindung der Smart-Home-Simulationen in Co-Simulationen, um die rein softwarebasierten Simulationen durch in den elenia-energy-labs verfügbaren Hardware-Komponenten zu ergänzen. In diesem Zusammenhang werden zugleich Anforderungsspezifikationen an intelligente Messsysteme entwickelt die mit Hinblick auf die Integration der Quartiers-IKT- und der -Energiesysteme in die zukünftige Energieversorgung Niedersachsens von besonderer Relevanz sind.